JPH08199972A - 同時施工伸縮シールド掘進機およびそれを用いるシールド工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機長を短縮し得るとともに施工速度が速い同
時施工伸縮シールド掘進機およびそれを用いるシールド
工法を提供する。 【構成】 前胴部２と後胴部３とがスライドジャッキ４
によりスライドすることにより機長が伸縮し、前胴部２
に取り付けられるシールドジャッキ１０のストロークが
２リング分のセグメント幅より長く、直線区間において
は機長を伸ばして同時施工を行い急曲線区間においては
機長を短縮して交互施工する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同時施工伸縮シールド
掘進機およびそれを用いるシールド工法、より詳しく
は、掘進とセグメント組立とを同時に行うとともに機長
を伸縮させることのできる同時施工伸縮シールド掘進機
およびそれを用いるシールド工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、掘進作業を能率的に行うために、
例えば特開平３−２１２５９５号公報，特開平２−４７
４９６号公報に開示されているように、２リング分のセ
グメント幅を超えるストロークを有するシールドジャッ
キを備えて掘削とセグメント組立とを同時に行うことの
できる同時施工型シールド掘進機が知られている。

【０００３】一方、機長の長いシールド掘進機で急曲線
区間を掘進すると余掘量が多くなり周辺地山の崩壊等の
危険性が生じるので、この余掘量を少なく抑えるため
に、例えば特開平２−８４９５号公報，実開平２−１５
６９４号公報に開示されているように、機長を短くする
ことのできる伸縮型シールド掘進機が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記同
時施工型シールド掘進機はセグメント２リング分の長い
ストロークを有するシールドジャッキを備えているた
め、１リング分のストロークを有するシールドジャッキ
を備えている通常のシールド掘進機より機長が長くなる
のが避けられない。従って、これら同時施工シールド掘
進機を施工を行う地下に運び込むためには断面積のより
大きな発進立坑が必要となり、発進立坑の掘削作業が手
間取るとともにその掘削に大きな作業スペースを要する
という問題がある。また、急曲線区間掘進時に余掘量が
多くなり周辺地山の崩壊等の危険性が生じるという問題
もある。

【０００５】また、前記伸縮型シールド掘進機は、急曲
線区間を余掘量少なく掘進することはできるものの、同
時施工を行うことができないので施工速度が速くないと
いう問題がある。また、直線区間を施工するために前胴
部と後胴部とを伸ばした状態において後胴部に１リング
分の標準幅セグメント（例えば１０００ｍｍ）を施工す
るためのスペースが確保されるように構成されているた
め、急曲線区間の施工のために前胴部と後胴部とを縮め
た場合、後胴部には幅の狭いセグメント（例えば３００
ｍｍ）を組み立てるためのスペースしか残らない。従っ
て、この伸縮型シールド掘進機によれば、掘進作業にお
いて標準幅のセグメントと幅の狭いセグメントとの２種
類のセグメントを準備しなくてはならず不経済であると
ともに、幅の狭いセグメントを用いる部分については施
工速度が低下するという問題がある。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、機長を短縮することができるとともに速い施工
速度を得ることができる同時施工伸縮シールド掘進機を
提供することを目的とするものである。また、直線区間
と急曲線区間とにおいて同じ寸法のセグメントを用いる
ことのできる同時施工伸縮シールド掘進機を提供するこ
とも目的とするものである。また、本発明は、このよう
な同時施工伸縮シールド掘進機を用いるシールド工法を
提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
による同時施工伸縮シールド掘進機は、前述された目的
を達成するために、（ａ）前胴部と、セグメントが組み
立てられる後胴部とが前後方向にスライド可能なテレス
コピック構造を構成してなるシールド掘進機胴体部、お
よび（ｂ）１リング分のセグメント幅より長いストロー
クを有するとともに前記前胴部の内周部に取り付けられ
る複数のシールドジャッキを備えて、前記複数のシール
ドジャッキのうち一部のシールドジャッキにより前記後
胴部に組み立てられるセグメントに反力を取りシールド
掘進機を推進させつつ残りのシールドジャッキに対応す
る部分においてセグメントの組み立てを行わせるように
構成することを特徴とするものである。

【０００８】本発明の同時施工伸縮シールド掘進機によ
れば、１リング分のセグメント幅より長いストロークを
有する複数のシールドジャッキが前胴部に取り付けられ
ているので、これらシールドジャッキのうち一部のシー
ルドジャッキにより後胴部に組み立てられるセグメント
に反力を取りそれらシールドジャッキを１リング分のセ
グメント幅より長く伸ばしてシールド掘進機を推進させ
つつ残りのシールドジャッキに対応する部分においてセ
グメントの組み立てを行わせることができる、言い換え
れば同時施工ができ、速い施工が可能である。また、シ
ールド掘進機胴体部が前胴部と後胴部とが前後方向にス
ライド可能なテレスコピック構造を構成してなるため、
機長を短縮することができ、急曲線区間を余掘量少なく
掘進することができるとともに発進時に掘る発進立坑の
断面積を小さく抑えることができる。

【０００９】本発明の同時施工伸縮シールド掘進機は、
前記後胴部のセグメントが組み立てられるセグメント組
立領域の長さが、前記前胴部と後胴部とを縮めたときに
も１リング分のセグメント幅より長くなるように構成さ
れることが好ましい。このような構成により、急曲線区
間において前胴部と後胴部とを縮めたときにも後胴部に
余裕があるのでその後胴部において直線区間において用
いるセグメントと同じ寸法のセグメントの組立を行うこ
とができる。言い換えれば、急曲線区間と直線区間とに
おいてセグメントの共通化を図ることができ合理的であ
る。

【００１０】また、本発明の同時施工伸縮シールド掘進
機において、前記複数のシールドジャッキのストローク
を２リング分のセグメント幅より長くすることができ
る。こうすることにより、これらシールドジャッキのう
ち一部のシールドジャッキにより後胴部に組み立てられ
るセグメントに反力を取りそれらシールドジャッキを伸
ばしてシールド掘進機を推進させつつ残りのシールドジ
ャッキに対応する部分において１ピースのセグメントの
組立を行うことを順次繰り返して、セグメント幅分の掘
削を行っている間に１リングのセグメント組立を完了す
れば、シールドジャッキが伸びきって推進が停止してし
まうことがない。したがって、掘削を停止することなく
常に連続的に行うことができ非常に効率的である。

【００１１】また、本発明の同時施工伸縮シールド掘進
機において、前記前胴部と後胴部とのスライドは例えば
スライド用ジャッキにより行うことができる。また、本
発明の同時施工伸縮シールド掘進機において前記前胴部
の先端に掘進方向を変えるための首振機構を備えること
により、同時施工中および急曲線における方向制御性を
向上させることができる。

【００１２】また、本発明は、前記本発明の同時施工伸
縮シールド掘進機を用いるシールド工法であって、急曲
線区間では前記前胴部と後胴部とを縮めシールド掘進機
胴体部を短くして掘削とセグメント組立とを交互に行い
（交互施工）、直線または緩曲線区間では前記前胴部と
後胴部とを伸ばしシールド掘進機胴体部を長くして前記
複数のシールドジャッキのうち一部のシールドジャッキ
によりセグメントに反力を取りシールド掘進機を推進さ
せつつ残りのシールドジャッキに対応する部分において
セグメントの組み立てを行わせることにより掘削とセグ
メント組立とを同時に行う（同時施工）ことを特徴とす
るシールド工法に関するものである。

【００１３】本発明のシールド工法によれば、直線また
は緩曲線区間においては同時施工を行うことにより掘削
速度を速くすることができ、急曲線区間においては機長
を短縮することにより余掘量少なく掘削することができ
少量の裏込材を流し込めばよいので、効率的に掘削作業
を行うことができる。また、同時施工の場合、一部のシ
ールドジャッキにより反力を取り推進を行うのでアンバ
ランスモーメントが生じ易く方向制御が困難であるた
め、本発明のシールド工法において急曲線区間において
は同時施工ではなく交互施工を行うことは方向制御を行
いつつ掘進を進める急曲線区間の掘進にとって好ましい
ことである。

【００１４】この本発明のシールド工法において、直線
または緩曲線区間において用いられるセグメントと同じ
寸法のセグメントを急曲線区間においても用いるように
すれば、セグメントの共通化による合理化を図ることが
できる。

【００１５】本発明の目的は、後述される詳細な説明か
ら明らかにされる。しかしながら、詳細な説明および具
体的実施例は最も好ましい実施態様について説明する
が、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変形
はその詳細な説明から当業者にとって明らかであること
から、具体的例として述べるものである。

【００１６】

【実施例】次に、本発明による同時施工伸縮シールド掘
進機およびそれを用いるシールド工法の具体的実施例に
つき、図面を参照しつつ説明する。

【００１７】図１に本発明の一実施例による同時施工伸
縮シールド掘進機１の縦断面図が示されている。この同
時施工伸縮シールド掘進機１の胴体部は前胴部２と後胴
部３とからなり、この前胴部２と後胴部３とにそれぞれ
先端部と基端部とが接続されるスライド用ジャッキ４が
設けられており、このスライド用ジャッキ４によりその
前胴部２と後胴部３とがスライドされることにより機長
が変えられるようになっている。

【００１８】この後胴部３は標準幅（１０００ｍｍ）の
セグメント５が２リング分設けられるセグメント組立領
域６を有している。このセグメント組立領域６へのセグ
メント５の配置はセグメントエレクタ７により行われ
る。また、この後胴部３の後端部には止水のためのテー
ルシール８が設けられている。また、前胴部２の後端部
に設けられているブラケット９にはシールドジャッキ１
０が取り付けられている。このシールドジャッキ１０は
前記セグメント５の２リング分の幅を越えるストローク
を有しており、支持端面１１をそのセグメント５の端部
に押し付けるように伸びることによりセグメント５に反
力を取り前胴部２に推進力を付与するものである。な
お、このシールドジャッキ１０は前胴部２の内周部に複
数設けられている。

【００１９】この同時施工伸縮シールド掘進機１を用い
て、次のように掘削作業が行われる。まず、図２に示さ
れているように、前記スライド用ジャッキ４を縮めるこ
とにより前胴部２と後胴部３とがスライドされその同時
施工伸縮シールド掘進機１の機長が短縮される。このよ
うに短縮された状態においても、前記セグメント組立領
域６の幅はセグメント１リング分よりは大きい。この短
縮された機長に応じた小さな断面積の発進立坑が掘削さ
れ、この発進立坑を通して短縮された本実施例の同時施
工伸縮シールド掘進機１が所定の発進位置に運び込まれ
る。

【００２０】次に、直線区間または緩曲線区間を掘削す
る場合、掘進を開始すると同時にスライド用ジャッキ４
を図１の状態まで伸長させる。このとき、スライド用ジ
ャッキ４の伸長速度が掘進速度より大きいと、前記テー
ルシール８がセグメント５に対して後方に摺動しそのテ
ールシール８を損傷する恐れがあるので、このスライド
用ジャッキ４の伸長速度はその掘進速度を越えないこと
が好ましい。

【００２１】このように、スライドジャッキ４の伸長に
より機長が長くされた同時施工伸縮シールド掘進機１に
おいて掘進とセグメント５の組立が例えば以下のように
同時に行われる。まず、全てのシールドジャッキ１０が
前述のように既に組み立てられているセグメント５に反
力を取りながら掘進速度に合わせて伸長される。これら
シールドジャッキ１０が１リング分のセグメントの幅だ
け伸びた時点で、一部のシールドジャッキ１０を縮め、
それにより出現する幅１リング分の領域において１ピー
スのセグメント５の組立を行う。この間、残りのシール
ドジャッキ１０はさらに伸長させる。この１ピースのセ
グメント５の組立が完了したら、縮めていた一部のシー
ルドジャッキ１０を伸長させて組み立てられたセグメン
ト５に当接させ、さらにそのまま残りのシールドジャッ
キ１０と等速で伸長させて掘進に使用する。続いて残り
のシールドジャッキ１０のうちの別の一部を縮め、それ
により出現する幅１リング分以上の領域において同様に
して１ピースのセグメント５の組立を行う。このように
して掘進と並行して１リングを構成する全てのピースの
セグメント５が順次組み立てられる。１リングのセグメ
ント５が全て組み立てられ、かつ全てのシールドジャッ
キ１０が１リング分のセグメント幅だけ伸びた時点で、
次のリングのセグメント５の組立を前述と同様の手順で
行う。以下同様の手順を繰り返すことにより掘削とセグ
メント組立の同時施工が連続して行われる。

【００２２】次に、急曲線区間に入ると、前記スライド
ジャッキ４を縮めて本実施例の同時施工伸縮シールド掘
進機１の機長を図２に示されているように再び短縮す
る。このように機長を短縮することにより急曲線区間を
余掘量少なく容易に掘進することができる。また、この
短縮された状態においても、セグメント組立領域６は１
リング分のセグメント５の幅より大きいので前記直線区
間または緩曲線区間において用いられたものと同じ寸法
のセグメント５を用いることができる。

【００２３】この急曲線区間においては前述のような同
時施工は行われず、掘進とセグメントの組み立てが交互
に行われる。同時施工の場合、前述のように一部のシー
ルドジャッキ１０により反力を取り推進を行うのでアン
バランスモーメントが生じ易く方向制御が困難であるた
め、優れた方向制御性が要求される急曲線区間において
は、このように交互施工を行うことが好ましい。

【００２４】本実施例の同時施工伸縮シールド掘進機１
においてはシールドジャッキ１０のストロークが２リン
グ分のセグメントの幅を越えているが、例えば１．５リ
ング分のストロークであっても連続的ではないが同時施
工が可能である。

【００２５】また、図３に本発明の変形例に係る同時施
工伸縮シールド掘進機２０の縦断面図が示されている。
この同時施工伸縮シールド掘進機２０は主な構成は前記
同時施工伸縮シールド掘進機１と同じであるが、前胴部
２の先端の頭胴部２１が球面座２２と首振りジャッキ２
３とにより任意の方向に揺動可能に構成（以下、首振り
方式と称する）されている。

【００２６】この首振り方式の同時施工伸縮シールド掘
進機２０においても、急曲線区間においては図３に示す
ように機長を短縮した状態において交互施工が行われ、
直線または緩曲線区間においては前記本実施例の同時施
工伸縮シールド掘進機１と同様にスライドジャッキ４を
伸ばすことにより図４に示すように機長を長くして同時
施工が行われる。

【００２７】この首振り方式の同時施工伸縮シールド掘
進機２０においては、前記頭胴部２１の首振りにより、
同時施工時における複数のシールドジャッキ１０による
モーメントの不均衡の解消や、交互施工（急曲線区間施
工）時における掘進方向の制御が行われる。

【００２８】前述のように、本発明は、種々に変更可能
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は請求の範囲に含まれる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本実施例の同時施工伸縮シールド掘進
機の縦断面図である。

【図２】図２は、本実施例の同時施工伸縮シールド掘進
機を短縮した状態を示す縦断面図である。

【図３】図３は、変形例に係る同時施工伸縮シールド掘
進機の縦断面図である。

【図４】図４は、変形例に係る同時施工伸縮シールド掘
進機を伸ばした状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，２０ 同時施工伸縮シールド掘進機 ２ 前胴部 ３ 後胴部 ４ スライドジャッキ ５ セグメント ６ セグメント組立領域 １０ シールドジャッキ ２２ 球面座 ２３ 首振りジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 裕之 東京都港区芝浦一丁目２−３ 清水建設株 式会社内 (72)発明者 西澤 泉 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 坂東 栄吾 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）前胴部と、セグメントが組み立て
   られる後胴部とが前後方向にスライド可能なテレスコピ
   ック構造を構成してなるシールド掘進機胴体部、および
   （ｂ）１リング分のセグメント幅より長いストロークを
   有するとともに前記前胴部の内周部に取り付けられる複
   数のシールドジャッキを備えて、前記複数のシールドジ
   ャッキのうち一部のシールドジャッキにより前記後胴部
   に組み立てられるセグメントに反力を取りシールド掘進
   機を推進させつつ残りのシールドジャッキに対応する部
   分においてセグメントの組み立てを行わせるように構成
   することを特徴とする同時施工伸縮シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記後胴部のセグメントが組み立てられ
   るセグメント組立領域の長さが、前記前胴部と後胴部と
   を縮めたときにも１リング分のセグメント幅より長いこ
   とを特徴とする請求項１に記載の同時施工伸縮シールド
   掘進機。
3. 【請求項３】 前記複数のシールドジャッキのストロー
   クが２リング分のセグメント幅より長いことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の同時施工伸縮シールド掘進
   機。
4. 【請求項４】 前記前胴部と後胴部とのスライドはスラ
   イド用ジャッキにより行われることを特徴とする請求項
   １乃至３のうちのいずれかに記載の同時施工伸縮シール
   ド掘進機。
5. 【請求項５】 前記前胴部の先端に掘進方向を変えるた
   めの首振機構を備えることを特徴とする請求項１乃至４
   のうちのいずれかに記載の同時施工伸縮シールド掘進
   機。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のうちのいずれかに記載
   の同時施工伸縮シールド掘進機を用いるシールド工法で
   あって、急曲線区間では前記前胴部と後胴部とを縮め前
   記シールド掘進機胴体部を短くして掘削とセグメント組
   立とを交互に行い、直線または緩曲線区間では前記前胴
   部と後胴部とを伸ばし前記シールド掘進機胴体部を長く
   して前記複数のシールドジャッキのうち一部のシールド
   ジャッキによりセグメントに反力を取りシールド掘進機
   を推進させつつ残りのシールドジャッキに対応する部分
   においてセグメントの組み立てを行うことにより掘削と
   セグメント組立とを同時に行うことを特徴とするシール
   ド工法。
7. 【請求項７】 直線または緩曲線区間において用いられ
   るセグメントと同じ寸法のセグメントを急曲線区間にお
   いても用いることを特徴とする請求項６に記載のシール
   ド工法。